ОТРАСЛЕВЫЕ ДОРОЖНЫЕ НОРМЫ

ВРЕМЕННОЕРУКОВОДСТВО
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРУЗОПОДЪЁМНОСТИ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТАРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
(РОСАВТОДОР)

ОДН218.0.032-2003

Москва

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

1. РАЗРАБОТАНГосударственным предприятием «РОСДОРНИИ».

Научно-исследовательскимцентром «Мосты» ЦНИИС.

ЗАО «ЦНИИПСК им.Мельникова»

ВНЕСЕНУправление инноваций и технического нормирования в дорожном хозяйствеГосударственной службы дорожного хозяйства Министерства транспорта РоссийскойФедерации.

2. Принят ивведён в действие распоряжением Государственной службы дорожного хозяйстваМинистерства транспорта Российской Федерации от 01.03.2003 г.

№

3. Взамен ВСН32-83 Инструкция по определению грузоподъемности железобетонных балочныхпролетных строений эксплуатируемых мостов.

ВСН 36-84Инструкция по определению грузоподъемности сталежелезобетонных балочныхпролётных строений автодорожных мостов.

ВСН 12-73Указания по определению грузоподъёмности деревянных мостов с учётом ихтехнического состояния.

Распоряжение Росавтодора от 14 марта 2003 г. № 154-р
"О введении в действие "Временного руководства по определениюгрузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорогах"

В целях совершенствования методического обеспеченияорганизаций, выполняющих работы по диагностике и обследованию мостовыхсооружений, повышения эффективности направляемых на эти цели бюджетныхассигнований:

1. Ввести в действие ирекомендовать к опытному применению с 1 марта 2003 "Временное руководствопо определению грузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорогах"(далее - Временное руководство).

2. Федеральнымуправлениям автомобильных дорог, управлениям автомобильных магистралей,дирекциям по строительству (реконструкции) федеральных автомобильных дорогорганизовать использование Временного руководства и осуществление комплексанеобходимых мероприятий, направленных на его внедрение при осуществлении работпо диагностике и обследованию мостовых сооружений.

3. Территориальныморганам управления дорожным хозяйством субъектов Российской Федерациирекомендовать использование Временного руководства и осуществление комплексанеобходимых мероприятий, направленных на его внедрение при осуществлении работпо диагностике и обследованию мостовых сооружений.

4. Департаментуэксплуатации и сохранности автомобильных дорог (Урманов И.А.) организоватьиспользование Временного руководства при выполнении работ по диагностике иобследованию мостовых сооружений в 2003 году.

5. Управлению инноваций итехнического нормирования в дорожном хозяйстве Росавтодора (Чванов В.В.) сучастием Информавтодора (Мепуришвили Д.Г.) в установленном порядке обеспечитьразмещение Временного руководства на интернет-сайте Росавтодора.

6. Департаментуэксплуатации и сохранности автомобильных дорог (Урманов И.А.) по результатамопытного применения в 2003 году Временного руководства внести соответствующиекоррективы и представить на утверждение документ для постоянного использования.

7.Контроль за исполнением настоящего распоряжения возложить на руководителяДепартамента эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Урманова И.А.

ОТРАСЛЕВЫЕ ДОРОЖНЫЕ НОРМЫ

Дата введения 2003-03-01.

1. Область применения

Настоящее временное руководство распространяется нажелезобетонные, сталежелезобетонные, металлические и деревянные мостовыесооружения, эксплуатируемые на Федеральных автомобильных дорогах, и рекомендуетсядля применения на всей территории Российской Федерации мостовымиподразделениями органов управления автомобильными дорогами, а такжемостоиспытательными станциями, мостовыми проектными и научно-исследовательскимиорганизациями при обследовании и диагностике мостовых сооружений.

Предметом нормированиянастоящих ОДН является система назначения классов грузоподъёмности мостовыхсооружений и методика определения грузоподъёмности сооружений с учётомэлементов конструкций.

2. Общие требования по определению грузоподъёмностимостовых сооружений

2.1. Основные понятиягрузоподъёмности

2.1.1. Грузоподъёмностькак характеристика мостового сооружения определяется максимальной, полезнойнагрузкой, которую может воспринять сооружение при расчётах по первомупредельному состоянию.

Основным показателем грузоподъёмности мостовогосооружения является класс нагрузки. Грузоподъёмность устанавливают по классунагрузки для неконтролируемого и контролируемого режимов движения транспортныхсредств, а также по общей массе эталонных транспортных средств длянеконтролируемого движения.

2.1.2. Длянеконтролируемого пропуска (потока) транспортных средств, класс нагрузкиназначается в виде класса "К" по схеме загружения нагрузки"АК" (рис. 2.1 а) вдоль и по ширине ездового полотна для 1^огои 2^ого случаев загружения, принятых в СНиП.

Нагрузка по схеме"АК" на пролётное строение принята в виде равномерно-распределённойнагрузки с интенсивностью "К" кн/м (или 0,1 Кт/м) и одной двухоснойтележки с нагрузкой на ось 10К кН (или 1К тс) для каждой полосы движения. Приэтом тележка устанавливается в наиболее невыгодное положение по длине пролёта.

Коэффициенты надёжности,динамический, полосности и другие коэффициенты принимают согласно действующегоСНиП.

2.1.3. Для пропуска одиночных нагрузок в контролируемомрежиме грузоподъёмность определяют по схеме загружения НК 80, 4-хосногоколёсного транспортного средства, предусмотренного СНиП (рис. 2.1 б).Коэффициент надёжности по нагрузке принимают равным 1.1. а динамическийкоэффициент - 1,0.

2.1.4. Грузоподъёмностьпо общей массе и осевой нагрузке, предназначенной для установки дорожных знаковна дороге, определяют для шести эталонных схем 2 - 7-осных транспортныхсредств. При расчёте их устанавливают в колонну однотипных транспортных средствна расстоянии от 10 до 22 м друг от друга в зависимости от типа эталонной схемы( таблица 2.1), а по ширине ездового полотна как для нагрузки "АК".

2.1.5. Допускаемая общаямасса (грузоподъёмность) каждого эталонного транспортного средства определяетсяпутём сопоставления усилий, возникающих от эталонной нагрузки с усилиями отнагрузки класса "АК", характеризующей грузоподъёмность сооруженияпутём загружения соответствующих линий (поверхностей) влияния усилий дляэлементов конструкции.

2.1.6 . Для наиболеераспространённых видов пролётных строений мостовых сооружений грузоподъёмностьих по общей массе эталонного транспортного средства определяют по формуле:

где т_А1 - грузоподъёмность по общей массе эталонноготранспортного средства для моста;

К_ф-класс нагрузки сооружения;

К_А11 - класс нагрузки К_А11 = 11;

т_А11 - допустимая общая массатранспортного средства, соответствующая классу по грузоподъёмности сооружениюравному A11 (по таблице 2.2).

Если при этом вычисленнаявеличина т_Мадекватна для конкретной эталонной схемы осевоймассы выше 12 тонн, определяемую величину т_Мснижают дозначения, соответствующего осевой массе 12 тонн (см. таблицу 2.3 ).

2.1.7. Возможностьпропуска конкретных или тяжеловесных транспортных средств с массой или осевыминагрузками, превышающими установленную для сооружения грузоподъёмность поэталонной нагрузке, определяют соответствующим расчётом с учётом пропусканагрузки в контролируемом режиме.

2.1.8. Регулированиедвижения в неконтролируемом режиме по мосту с установленной грузоподъёмностьюпо эталонным нагрузкам осуществляют с помощью соответствующих дорожных знаковпо ГОСТ10807-78 и ГОСТ23457-86

ограничение массы (знак3.11) при грузоподъёмности ниже, чем по АК = 11;

ограничение нагрузки наось (знак 3.12) при допускаемой осевой нагрузке менее 12 т;

ограничение скоростиавтомобиля (знак 3.24), если это необходимо из-за состояния покрытия,деформационных швов, узла сопряжения моста с насыпью для снижения динамическоговоздействия;

ограничение интервала(знак 3.16) между грузовыми транспортными средствами для определённой группыавтопоездов или автомобилей.

Если мостовое сооружениесоответствует классу нагрузки не ниже A11, то все виды транспортных средств по схемам таблицы 2.1и параметрам (таблицы2.3) должны пропускаться по сооружению в неконтролируемом режиме.При сниженной грузоподъёмности сооружения для каждого транспортного средства посхеме таблицы 2.1 определяют наибольшую величину его массы, при которойтранспортное средство может пропускаться по мостовому сооружению внеконтролируемом режиме. Перед сооружением устанавливают два знака 3.11"ограничение массы" для 2-х и 3-хосных автомобилей и отдельно дляавтопоездов. При этом знаки грузоподъёмности для автопоездов устанавливают суказанием числа осей и соответственно допустимой их массы. Следует такжеустанавливать стенд с информацией при въезде на данный участок дороги с мостоми дублирующие стенды за 3 - 5 км от сооружения (на стендах, знаках указываютколичество осей и соответствующие значения массы).

2.1.9. Грузоподъёмностьсооружения определяется несущей способностью наиболее слабого элемента. Расчётнесущей способности элементов мостового сооружения следует производить с учётомфактических геометрических размеров элементов, влияния дефектов и поврежденийна распределение усилий от постоянных и временных нагрузок, на несущуюспособность элементов, с учётом прочностных и деформативных свойств материалов(бетона, арматуры, стали, древесины и др.) на рассматриваемый период времени.

2.1.10. Во всех случаяхрешению этих задач должно предшествовать обследование мостового сооружения,включающее

- ознакомление стехнической документацией, для установления данных по сооружению и характераизменения его состояния, а именно устанавливают год проектирования илистроительства пролетного строения, нормативную временную вертикальную нагрузку,под которую запроектировано сооружение; по проекту полную геометрию пролётногостроения, конструкцию проезжей части и тротуаров, а также коммуникаций намосту; типовой проект, по которому было возведено пролётное строение, есликонструкция типовая; данные по авариям, связанным с повреждениями несущихэлементов пролётного строения; грузоподъёмность пролётного строения попредыдущему обследованию и время его проведения;

- уточнение расчётнойсхемы сооружения (пролётных строений, опор и их элементов) при необходимости спроведением испытаний;

- определениегеометрических характеристик элементов по результатам замеров сечений (площадисечения элементов и их размеров, моментов сопротивления сечения, статическихмоментов и др.); для железобетонных конструкций определяют также положениеарматуры, класс, её количество и площадь в расчётных сечениях по проекту иисполнительной документации или производят вскрытие или просвечивание арматурыконструкций:

- определение прочностныхи деформативных характеристик материалов конструкции (прочности бетона насжатие, марки стали и арматуры, вида древесины); установление расчётныхсопротивлений материалов и модуля упругости, которые следует принимать приопределении несущей способности сечения;

- определение (прямым иликосвенным путём) соответствия фактических размеров несущих элементовконструкций, конструктивным требованиям проекта или СНиПа (по толщинеэлементов, защитному слою, расположению арматуры и др.);

- выявление дефектов иповреждений конструкций, влияющих на снижение грузоподъёмности элементов исооружения в целом.

2.1.11. Класс бетона иарматуры, их состояние определяют по технической документации или результатамнатурных исследований (см. п.3.1.13 - 3.1.15).Дополнительно необходима проверка на карбонизацию бетона и содержание в нёмхлоридов, что позволяет предвидеть вероятность роста коррозии арматуры безвскрытия и оценивать качество бетона и арматуры при определениигрузоподъёмности железобетонных конструкций на ближайшую перспективу.

2.1.12. Прочностные характеристики и параметры пластичности и свариваемости сталейследует оценивать по рабочим чертежам КМ и КМД, данным заводских сертификатовлибо по результатам испытаний образцов. В результате оценки должны бытьустановлены: фактическая марка стали, фактические свойства стали и ихсоответствие требованиям стандарта на сталь этой марки, действовавшим в периодизготовления конструкций. Если металлоконструкции обследуемого сварногопролетного строения изготовлены до 1968 г. и минимальная температура воздухаможет быть ниже минус 25°С, то необходима дополнительная проверкахладостойкости стали с отбором специальных образцов и проб.

В первую очередь необходимо использовать имеющиеся сертификаты настальной прокат, которые хранятся в архивах завода металлоконструкций.

2.1.13. Лабораторные исследования и испытания образцов, которые готовят из проб,отобранных из элементов обследуемых конструкций, проводят при отсутствиисертификатов или при недостаточности (противоречивости) содержащихся в нихсведений; а также при обнаружении в конструкциях повреждений, которые моглибыть вызваны низким качеством стали. В необходимых случаях исследованияпроводят при изыскании дополнительных резервов фактической несущей способностиконструкций. При лабораторных исследованиях стали производят химический анализ,испытание образцов на растяжение и на ударный изгиб, выявление распределениясернистых включений в металл и металлографическое исследование.

2.1.14. На деревянных мостах состояние древесины и элементов оценивают по результатамвнешнего осмотра материалов конструкции. Вид использованной древесины и другиехарактеристики принимают по данным технической документации.

2.1.15. Выявлениедефектов и повреждений в конструкциях, которые могут влиять на грузоподъёмностьмостовых сооружений, производят при внешнем осмотре всех несущих элементов идругих деталей. Это плита проезжей части, пролётные строения (балки, фермы ит.д.) и связи между ними, элементы опор и фундаментов.

В сталежелезобетонныхпролётных строениях для оценки грузоподъёмности необходимо проверять состояниеплиты и её соединение со стальными главными балками, т.к. отсутствие илиразрушение цементного раствора между плитой и верхним поясом балки приводит красстройству соединений, а расстройства связи плиты с балкой, в виде жёсткихупоров, ведёт к резкому падению грузоподъёмности пролётного строения.

В железобетонныхконструкциях общее их состояние оценивают по состоянию арматуры, бетона, узловсопряжения и соединения. Особое внимание необходимо обращать на состояниепредварительно-напряженных элементов, т.к. коррозия арматуры и потеряпредварительного напряжения в конструкции также сильно снижают еёгрузоподъёмность.

В металлическихконструкциях необходимо обращать внимание на коррозию металла и качествозаклёпочного, болтового и сварного соединений. В деревянных мостах выявляютместа загнивания древесины, а также расстройство узлов сопряжения и соединениядеталей и элементов.

2.1.16. Работы по обследованию сооружения проводят в соответствии с требованияминормативных документов.

2.2. Основные принципы расчёта грузоподъёмности

2.2.1. Для установлениягрузоподъёмности сооружения следует определять с учётом имеющихся изменений встатической схеме и влияния дефектов:

предельные усилия длярасчётных элементов конструкций по предельному состоянию (несущая способность S_пред);

усилия, возникающие отпостоянной нагрузки (S_пост^pасч)и от пешеходов (S_тол^pасч);

долю усилия в расчётномэлементе конструкции, которую можно допустить от временной нагрузки,определяемой грузоподъёмность сооружения (S_вр^pacч).

2.2.2. Грузоподъёмность,устанавливаемую по схеме нагрузки АК, НК 80 и эталонным транспортным средствам,определяют, вычисляя усилия от этих нагрузок S_вp и сопоставляя их со значением расчётного усилия (S_вp^paсч), при соблюдении условия: S_вp = (S_вp^pасч). Класснагрузки "К" принимают с точностью до 0,1 величины. Одиночную массупо схеме НК 80 и эталонной нагрузки - до 1 тонны, а осевой - до 0,1 тн.

2.2.3. Еслигрузоподъёмность элементов сооружения выражается через нагрузки по схеме АК илиэталонных транспортных средств, то долю расчётных усилий от временных нагрузоквычисляют для первого случая загружения по СНиП. предусматривающего размещениенагрузки на проезжей части, в которую не входят полосы безопасности, поформуле:

Если движение посооружению осуществляется временно (например, при производстве ремонтных работи т.д.) по полосам безопасности (второй случай загружения по СНиП) нагрузку отпешеходов на тротуаре в формуле 2.1 допускается не учитывать.

Если грузоподъёмность сооружения выражается черезодиночную нагрузку, по схеме НК 80 с загружением согласно СНиП, то допускаемыезначения расчётных усилий от временных нагрузок вычисляются по формуле (2.1)без учёта нагрузки от пешеходов, т.е.

В формулах 2.1 и 2.2 S_пред - предельное усилие, воспринимаемоеэлементом конструкции и рассчитываемое согласно указаний разделов 3- 6 ; S_пост^расч - расчётное усилие в сеченииот постоянной нагрузки и S_толпы^расч- усилие от толпы на тротуаре, определяемое по СНиП, [S]_вр^pacч- предельное значение расчётного усилия от временной нагрузки, воспринимаемойэлементом. S_прочие^расч -усилия от других нагрузок и воздействий, учитываемых совместно с вертикальнойнагрузкой от транспортных средств, определяемой по СНиП.

2.2.4. Задача определениягрузоподъёмности может быть решена как теоретически, так иэкспериментально-теоретическими методами.

Теоретический методследует применять в случаях достаточной информационной базы (возможностивычисления действительной жёсткости элементов конструкции, имеющих дефекты, ивозможности выбора конкретной расчётной схемы при наличии дефектов отдельныхсвязей в пространственной системе пролётного строения и её расчёта).

При теоретическом методезначения S_вp,от временной подвижной вертикальной нагрузки, вычисляют по результатамзагружения линий (поверхностей) влияния усилий в рассчитываемых элементах сучётом дефектов (и без них) применяя, в основном, расчётные программы,разработанные многими учебными, научно-исследовательскими и проектнымиинститутами (МАДИ, ЦНИИС, Союздорпроект, ГипродорНИИ, его филиалы и др.),позволяющие получать ординаты линий (поверхностей) влияния усилий в балках иопорах.

Для построения ординатпоперечных линий (поверхностей) влияния в пролётных строениях с дефектами могутбыть также использованы соответствующие таблицы приложений Б иВ для железобетонных конструкций.

2.2.5.Экспериментально-теоретический метод используют в случаях, когда влияниедефектов конструкции не может быть определено теоретически.

При этом методеопределяют экспериментально жесткостные характеристики (деформации) отдельныхэлементов в пространственной системе пролётного строения и ординаты дляпостроения поперечных линий влияния усилий на главные балки пролётных строений.По эти данным определяют грузоподъёмность, как в теоретическом методе.

Для определения усилий вжелезобетонных главных балках используют экспериментально полученные порезультатам испытания моста поперечные линии влияния прогибов, кривизны илиотносительные удлинения (в уровне центра тяжести растянутой арматуры).Результатом обработки этих данных являются ординаты линии влияния коэффициентовпоперечного распределения усилий в середине пролёта главных балок.

2.2.6. Необходимостьпроведения испытания сооружения устанавливает организация, проводящаяобследование, в зависимости от характера обнаруженных дефектов и возможноститеоретического учёта их влияния, а также от полноты информации о сооружении ивозможности выявления всех дефектов при обследовании.

Статистические испытанияпроводят для определения прогибов и других характерных деформаций в сеченияхглавных балок, необходимых для расчёта усилий. Подбор испытательной нагрузкипроизводят расчётным путем. Испытания организуют в соответствии с СНиП3.06.07-86 .

2.2.7. Грузоподъёмностьмостового сооружения принимают по минимальной грузоподъёмности, определяемойнесущей способностью заведомо слабых элементов по усилиям, возникающим восновных расчётных сечениях элементов или сечениях с дефектами, влияющими нанесущую способность элемента и (или) сооружения в целом.

2.2.8. Перечень основныхдефектов и характер их влияния на расчётную схему, геометрическиехарактеристики элементов, прочностные и деформативные свойства материалов,несущую способность и распределение усилий между элементами, приведены всоответствующих разделах по определению грузоподъёмности для железобетонных,металлических, сталежелезобетонных и деревянных пролётных строений исоответствующих опор.

2.2.9. При определениигрузоподъёмности пролётных строений и опор коэффициенты надёжности γ для временных подвижныхвертикальных нагрузок, сочетания нагрузок, динамические коэффициенты 1 + μ и коэффициенты S₁, учитывающие воздействие нагрузки с несколькихполос движения, принимают согласно требованиям действующих СНиП. а такжерекомендаций п. 2.2.10 - 2.2.13 и разделов 3- 7 настоящегодокумента.

2.2.10 . В случаеразрушения покрытия проезжей части или наличия на нём неровностей, а такжепорожков около деформационных швов и в местах сопряжения с насыпью повышенныезначения динамических коэффициентов устанавливают по результатам испытаниясооружения на динамические нагрузки. При этом обязательно также проверяютгрузоподъёмность с динамическим коэффициентом по данным СНиП.

2.2.11. При разрушениипокрытия на всей длине проезжей части с периодически повторяющимися выбоинами инаплывами и повышенными переломами продольного профиля над опорами значениядинамических коэффициентов для железобетонных мостов следует принимать, каквременное, до устранения дефекта согласно методики определениятранспортно-эксплуатационных качеств мостовых сооружений.

2.2.12 . Коэффициентынадежности и другие коэффициенты условия работ, используемые для вычисления оттолпы на тротуарах, принимают по действующему СНиП.

2.2.13. Усилия от постоянных нагрузок для конструкций определяют по общим правиламстроительной механики и принятой системы сбора нагрузок при проектированиипролётных строений и опор.

Постоянные нагрузкипринимают по данным проектной и исполнительной документации. В этих случаяхкоэффициенты надёжности и условий работ следует принимать в соответствии стребованиями действующего СНиП. Если получены действительные данные пособственному весу и размерам конструкции пролётного строения, то в зависимостиот точности и числа замеров этих данных коэффициент надёжности γ_т по нагрузке отсобственного веса γ_тпринимают следующим:

от веса несущих элементов(балка, плита, стойки, стенки, ригели и т.д.) при числе замеров 6 и более γ_т = 1,05 (0,9);

а при числе замеров менее6 γ_т = 1,1 (0,9):

от веса слоев одеждымостового полотна (изоляция, защитный и выравнивающий слой) при числе замеров 6и более γ_т = 1,15(0,95).

а при числе замеров менее6 γ_т = 1,2 (0,95).

Вес покрытия проезжейчасти и тротуаров γ_т=1,2.

Коэффициенты надёжности,указанные в скобках и без скобок, принимают в соответствии с указаниями СНиП.

Во всех случаях принятаявеличина постоянной нагрузки должна быть не менее, чем нормативная нагрузка попроекту.

 

Таблица 2.1

Схемы эталонных транспортныхсредств (тс)

Таблица 2.2

Предельные массы эталонныхтранспортных средств (в тоннах) для пропуска по мостам, запроектированным поднагрузку А-11

(Неконтролируемый режимдвижения, без ограничения нагрузки на ось)

Таблица 2.3

Предельные массы эталонных транспортных средств (в тоннах) для пропускапо мостам, запроектированным под нагрузку А-11

(Неконтролируемый режимдвижения при нагрузке на ось Рменьше/равно 12 тс)

3. Определение грузоподъёмностижелезобетонных пролётных строений

3.1. Определение предельных усилий в элементах

3.1.1. Методикаопределения грузоподъёмности в данном разделе распространяется, в основном, набалочные разрезные, балочно-неразрезные и другие типы балочных пролётныхстроений мостовых сооружений из предварительно-напряжённого и обычногожелезобетона. Расчётные положения могут быть использованы для других типов конструкций(арок, сводов и др.).

3.1.2. Предельные усилия S_пред в расчётных сечениях несущих элементов поусловиям достижения предельного состояния при известном армировании определяютпо указаниям действующего СНиП с учётом дефектов, снижающих несущую способность(обрывы, погнутость и коррозия стержней арматуры, уменьшение площади сжатойзоны бетона). Дефекты учитывают путём натурных измерений сечений или введениякоэффициентов условий работы по п.3.1.16 .

3.1.3. Расчётные сеченияпо прочности принимают в местах наибольших усилий в пролётных строениях, местахопасных дефектов, снижающих предельные усилия, а также в сечениях с резкимизменением их размеров.

Так, в разрезных главныхбалках включают нормальное сечение в середине пролёта, а в наклонных - сеченияу опоры и в четверти пролёта с учётом характера расположения арматуры иизменения размеров стенки.

В неразрезных балках прирасчётах включают середину промежуточных пролётов и сечения на промежуточныхопорах.

В крайних пролётахрассчитывают сечения, расположенные на расстоянии 0,4 длины пролёта от крайнейопоры. Наклонные сечения проверяют у промежуточных и крайних опор.

В плите проезжей частипроверяют середину пролёта и опорные сечения каждого расчётного направленияплиты.

В арочных пролётныхстроениях проверяют сечения в арках в местах наибольших усилий, стойках и плитенадарочного строения с учётом особенности их работы (совместно с элементамиарки или при иной форме соединения с аркой).

3.1.4. В элементахпролетных строений из обычного железобетона, запроектированных до введения вдействие СНиП II-Д.7-62.предельные по прочности изгибающие моменты в расчётном сечении при отсутствииданных об армировании (кроме типа арматуры) определяют по формуле:

где М_из - расчётный изгибающиймомент в сечении по нормам года проектирования R_a- расчётное сопротивление арматуры по п.3.1.11; [σ_а]- допускаемое напряжение и растяжение для арматуры по нормам годапроектирования (таблице 3.1); т_ф- коэффициент, учитывающий дефекты по п.3.1.16 ; при их отсутствии т_ф- 1,0; т_ар - коэффициент,учитывающий арочный эффект по п.3.1.17 .

3.1.5. В опорных сеченияхизгибаемых элементов пролётных строений из обычного железобетона,запроектированных до введения в действие СНиП II-Д.7-62, предельную по прочностипоперечную силу определяют по формуле:

где [σ_от], [σ_хом] - допускаемыенапряжения на отгибы и хомуты по нормам года проектирования для арматурысоответствующего типа; h - высота поперечного сеченияэлемента; α - угол, рад,принимаемый соответственно для балок □/4 и плит □/6; с = η_оh - длинапроекции критического наклонного сечения (принимают не более 2h);

Таблица 3.1

Допускаемые напряжения

Примечание. Для других типов стали [σ_а] = 0.5 [σ_т]

Таблица 3.2

Расчётные значения поперечнойсилы

Примечание. Q - полная поперечная сила врасчётном сечении по нормам года проектирования.

Q_б= В·h/с -поперечная сила, передаваемая на бетон; В= 1,6 R_btbh; Q_от, Q_x - поперечная сила, передаваемая на отгибы ихомуты, определяемая по таблицы 3.2; т_а.д - коэффициент, учитывающий дефекты по п.3.1.16 ; R_bt, R_a - по действующему СНиП.

Таблица 3.3

Плотность бетона

3.1.6.Изгибающий момент М_из ипоперечную силу Q, соответствующие нормам годапроектирования, определяют как максимальные расчётные усилия от всех основныхсочетаний вертикальных постоянных и временных нагрузок, принятых по нормам годапроектирования. Усилия, определяемые от сочетаний, в которых учитываетсягусеничная или колесная нагрузка по нормам 1931-1953 г.г. следует уменьшить в1,3 раза.

3.1.7. Нагрузку отсобственного веса бетонных и железобетонных элементов вычисляют с учётом данныхпо плотности бетона и железобетона в кг/м³ (таблице 3.3).

3.1.8. Схемы и параметрывременных подвижных вертикальных нагрузок, а также правила их установки,коэффициенты полосности и динамический принимают по нормам соответствующегогода проектирования. Сведения о действовавших нормах проектирования приведены вприложении А.

3.1.9. При отсутствииданных о проектных нагрузках, допустимых напряжениях и времени проектированияиз архивных и других источников, устанавливают год окончания строительства. Дляустановления года проектирования от года окончания, строительства отнимают: длямалых мостов 2 - 3 года, средних мостов 3 - 4 года, больших мостов 4 - 5 лет.Если год проектирования совпадает с годом замены норм, в расчёт принимаютданные, определяющие меньшее значение усилий (М_из, Q).

3.1.10. Если в нормахприведены два класса временных нагрузок (например, Н-8 и Н-10. НГ-30 и НГ-60),а сведения о действительно заложенной в проекте нагрузке отсутствуют, при расчётенесущей способности следует принимать из двух более легкую нагрузку. Для мостовпостройки 1948 г. применение нагрузки Н-13 должно быть обоснованодокументальными данными. При отсутствии их в расчёт вводят нагрузку Н-10.

3.1.11.Расчётные сопротивление стержневой и высокопрочной арматуры растяжению и сжатиюпринимают по действующему СНиП для предельных состояний первой и второй групп.Если для стержневой арматуры на момент строительства по соответствующемустандарту браковочный минимум предела текучести был принят ниже, чем по СНиП(как правило, по стандартам до 1961 г.), то расчётные сопротивления этойарматуры растяжению определяют для предельных состояний первой и второй групппо формуле:

где R_sn- нормативное сопротивление арматуры, принимаемое по указаниям п.3.1.12; γ_s- коэффициент надёжности по арматуре принимаемый для предельных состояний попервой группе; для класса арматуры АI, АII, АIII (при □ 6 - 8 мм) -1,16; для класса арматуры АIII(при □ 10 - 40 мм) - 1,13: для класса арматуры A-IV и А_Т-IV - 1,26; для предельныхсостояний по второй группе 1,0.

3.1.12. За нормативныесопротивления R_sn стержневой арматуры,высокопрочной проволоки и арматурных канатов принимают минимальныегарантируемые (с надёжностью 0,95) значения предела текучести (физического илиусловного, равного значению напряжений, соответствующих остаточномуотносительному удлинению 0,2 %).

Указанные минимальныегарантируемые значения предела текучести определяют по стандартам, приведённымв технической документации, а при отсутствии её - по стандартам,соответствующим году проектирования, соответствии с отменёнными ГОСТ 5781-51,ГОСТ 5781-53 и ГОСТ 45781-58. Арматурная сталь периодического профиля маркиСт.5 (в настоящее время класс А-II)имеет браковочный минимум предела текучести R_sn = 274 МПа(2800 кгс/см²), а с 1961 г.- 294 МПа (3000 кгс/см²).

Значения допускаемогонапряжения или расчётного сопротивления арматуры определяют также по нормам,соответствующим году проектирования (см. таблице 3.2).

3.1.13. Количество, расположение и класс арматуры в несущих элементах определяют потехнической документации. Если документация отсутствует, то геометрическимпараметрам пролётного строения определяют его принадлежность к тому или иномутиповому проекту. Если одни и те же геометрические параметры пролётногостроения отвечают нескольким типовым проектам или нескольким вариантамармирования в одном типовом проекте, вскрывают арматуру или необходимые данныеустанавливают методами интроскопии.

3.1.14. Класс бетонаопределяют по технической документации; если документация отсутствует, то посоответствующим типовым проектам или нормам, соответствующим годупроектирования (см. таблице 3.2). При отсутствии проектных и другихданных по бетону его расчётные сопротивления определяют на основании изученияпрочностных свойств неразрушающими методами (молотка Шмидта. Кашкарова. методомвырыва и др.) по стандартам, действующим на период обследования. Класс бетонапо прочности, коэффициент надёжности принимают по СНиП для действительной маркибетона.

3.1.15. Степень поражения арматуры коррозией устанавливают:

при ширине раскрытия трещин 0,5 мм и более прямымизмерением со вскрытием защитного слоя выборочно в местах расчётных сечений:

при ширине раскрытиятрещин менее 0,5 мм косвенным методом по графику (рис. 3.1) с экстраполяцией внеобходимых случаях, принимая при этом за момент образования трещины годпостройки моста.

3.1.16. Все расчётные характеристики бетона и арматуры, а также основные расчётныеположения принимаются согласно, действующего СНиПа с учётом указаний раздела 2 настоящегоОДН.

Перечень основныхдефектов приведён в таблице 3.4 . В таблице приводится характервлияния дефекта на элемент и методы его учёта. Дефекты элемента учитывают либопрямым изменением его размера, либо с помощью введения коэффициентов условияработы в расчётные формулы.

Коэффициенты, учитывающиедефекты, определяют по формуле:

т_ф = т_ал·т_bл,

Таблица 3.4

Перечень основных дефектов

 - при учете коррозии арматуры:

 - при учётеобрыва стержней:

 - приучете погнутости стержней;

 = при учётедефектов сжатой зоны бетона.

где d - диаметр арматуры: п- число стержней арматуры; п_обр,п_гн, число оборванных ипогнутых стержней; _ - стрелка выгиба арматуры; z₁, z - при учёте дефектовсжатой зоны бетона и без их учёта; δ- глубина коррозии стержня.

3.1.17. В монолитных мостах к предельным изгибающим моментам в расчётных сеченияхэлементов, таких, как плита, продольные и поперечные балки, вводят повышающийкоэффициент условий работы т_ар(учитывающий арочный эффект), значения которого следующие:

Для плиты проезжей частипри соотношении сторон а/b больше-равно 2/3, но

меньше 3/2                                                                                                                      1,25

То же, при отношениикороткой стороны к длинной а/b меньше 2/3                     1,10

Для средних пролётовмногопролётных поперечных

и продольныхвспомогательных балок                                                                       1,2

Для однопролётныхпоперечных балок и крайних пролётов многопролётных поперечных и продольныхвспомогательных балок                                                      1,1

3.2. Определение усилий от временных нагрузок впролетных строениях.

3.2.1. Величину усилий M, Q от временных нагрузок в расчётныхсечениях элементов конструкций (балки) определяют согласно формул 2.1 и 2.2 (п. 2.12). Класс нагрузки "К"подбирают путём сравнения усилий в этих сечениях от временных нагрузок сусилиями от нагрузки по схеме нагружения АК. Усилия от схемы нагружения АКрассчитывают с учётом пространственной работы. Усилия в главных балкахдопускается определять как произведение усилия, полученного из расчёта плоскойсхемы на соответствующий коэффициент поперечной установки, полученный изпространственного расчёта или по результатам натурных испытаний.

3.2.2. Изгибающий моментот временной вертикальной нагрузки в рассчитываемом сечении главной балкиопределяют по формуле:

где i - номерглавной балки (слева направо по поперечному сечению главных балок); М⁰ - изгибающий момент впролётном строении от нагрузки по схеме АК или колонн эталонной автомобильнойили одиночной нагрузок; K⁽ⁱ⁾_q - коэффициент поперечной установки для i - й балки); K⁽ⁱ⁾_q для сечения всередине пролета балки вычисляют по п. 3.2.5 (для расчётного метода) или порезультатам испытаний; т₀- 1,05 (число осей в пролёте две и более); т₀= 1,15 (одна ось в пролёте).

3.2.3. Поперечную силу влюбом сечении i-ой балки от нагрузки АК (тоже отколёсной нагрузки) определяют по формуле:

где Q₀- поперечная сила от нагрузки АК или колёсной нагрузки;

K⁽ⁱ⁾_q - коэффициентыпоперечной установки для i-й балки.

3.2.4. Поперечную силу вопорном сечении i-й балки от нагрузки АК и отколёсной нагрузки определяют по формуле:

где: Q°_оп- поперечная сила от нагрузки АК или колёсной нагрузки

К_рыч - коэффициент поперечной установки для АК иликолёсной нагрузки, вычисленной по правилу рычага для i-й балки.

3.2.5. Коэффициентыпоперечной установки Kⁱ_q для колоннили отдельных транспортных единиц определяют при помощи поперечных линийвлияния нагрузки для i-ой балки пролётного строения поформуле:

где n, i, k - ординаты поперечной линиивлияния нагрузки для i-ой балки под центрами колёснагрузки: R - общее число рядов колёс призаданной поперечной установке нагрузки.

3.2.6. Коэффициентыпоперечной установки  для толпы при одномтротуаре определяют по формуле , где η_ik- ордината поперечной линии влияния для i-ой балки под центромтяжести тротуарной нагрузки.

3.2.7. Для пролетныхстроений по выпуску 56 (Союздорпроект) с нарушением связей между балками понижней зоне балок матрицы ординат поперечных линий влияния для середины пролётаприведены в приложении Б и В. /1).

3.2.8. В случае нарушенияжесткости крайних балок из-за их повреждений матрицы ординат даны в приложенииВ для типовых пролётных строений по выпускам 56. 56 Д. 710/5 Союздорпроекта приследующих соотношениях жёсткости балок в пролёте:

Вариант 1. Одна крайняя балка (по схеме в таблицах балка№ 1) имеет жесткость 0,5 EI.а остальные - EI.

Вариант 2. Две крайние балки (№ 1 и последняя) имеютжесткость 0,5 EI,a остальные - EI.

В таблицах приложенияВ приняты следующие обозначения:

Т.П. - 56 (56 Д или 710/1) - типовой проект повыпуску 56 (56 Д или 710)

3.2.9. При отсутствииповреждений покрытия проезжей части плиту рассчитывают на сосредоточеннуюнагрузку с учётом её распределения покрытием толщиной Н по площадке со сторонами:

а₁ = а₂+ 2Н;               b₁ = b₂ + 2H.

где а₂, b₂ - размерызоны контакта силы Р с покрытием(рис. 3.2).

3.2.10. При расчёте изгибающегомомента в середине пролёта □_аи □_bрабочую ширину а или b балочной плиты принимают следующей:

если на плите расположеныодин или несколько грузов и их рабочие ширины не перекрываются, то при работеплиты с пролётом □_b (рис.3.3.а) а = a₁+ □_b/3.но не менее 2/3□_b а с пролётом □_а (рис. 3.3.б) b = b₁ + □_а/3.но не менее 2/3□_а;

если на плите расположенонесколько грузов и их рабочие ширины не перекрываются, то при работе её спролётом □_b (рис. 3.4.а) а = t + a₁+ □_b/3, но не менее 2/3□_b, а с пролётом □_а(рис. 3.4.б) b = c₁+ b₁ + □_а/3,но не более с + c₁. При этом в расчёте принимаютсуммарный вес грузов в пределах рабочей ширины.

3.2.11. При расчётепоперечной силы в опорном сечении рабочую ширину а или b балочной для каждого грузапринимают отдельно в зависимости от его расположения вдоль расчётного пролёта иих усилия суммируют (рис. 3.5, а. б): а₀= a₁. но не менее 1/3□_b; а = a₁ + □_a/3, но не менее 2/3□_b;b₀ =  c₁ + b₁, но менее 1/3□_a; b₁= c₁ + b₁ + □_a/3,но не более с₁ + с.

Рабочую ширину консольнойплиты с грузом на расстоянии с откорня консоли принимают (рис. 3.6): по нормам 1948 г. и ранее - а = a₁ + 0,8с, но не менее 1,5с, а по действующим нормам а= a₁ + 2с.

3.2.12. Усилия в балочныхплитах (кроме консольных) определяют в соответствии с таблицей 3.5.

3.2.13. При отношениидлин сторон плиты меньше 2 её рассматривают как опёртую по всему контуру.Изгибающие моменты от равномерно распределённой по всей плите нагрузкиопределяют по таблице 3.5.

Таблица 3.5.

Значения изгибающего момента вбалках

Таблица 3.6.

Значения изгибающего момента вплите

Для полученияизгибающего момента на 1 м ширины плиты все значения таблице 3.6 умножаем на q□², где q - нагрузка, тс/м².а □ - наименьший пролёт, м.

3.2.14. Изгибающиемоменты в плитах, опёртых по контуру от временных нагрузок, распределённых поплощадкам при центральном положении груза, определяют по таблице 3.7. Размерыплощадки загружения (a₁, b₁)и плиты (□_а, □_b)представлены на рис. 3.7.

3.2.15. Учёт защемленияпо контуру производят при помощи коэффициентов 0,75 для опорных моментов и0,525 - для моментов в пролёте. Расчётные значения М_а и М_b в тс·м/м. отнесённые к полосе 1 м. получаютумножением заданной сосредоточенной силы Р(в тс). распределённой по площадке с размерами а₁ и b₁, накоэффициенты в таблице 3.7.

3.2.16. Поперечные силыот равномерно распределённой по плите нагрузки находят после распределения еёпо двум направлениям как для простой балки в соответствии с п. 3.3.10.

Поперечные силы отсосредоточенных сил находят как для плит опёртых двумя сторонами при наиболееневыгодном загружении. Рабочую ширину плиты принимают равной a₁ и b₁ взависимости от направления расчётного пролета.

Таблица 3.7

Значения изгибающих моментов вплитах опертых по контуру от временных нагрузок

Примечание. Изгибающиемоменты в плитах от нагрузки, распределённой по площадке, приведены по даннымакад. Б.Г. Галеркина.

3.2.17. Для концевыхучастков бездиафрагменных пролетных строений возможны три расчётные схемыбалочных плит: с жестко заделанными продольными гранями, с шарнирным опираниемпродольных граней и жёстким закреплением одной боковой грани (консольнаяплита).

3.2.18. Значениякоэффициентов К_i (i =1,2…..10) для определения прогибов плиты w, поперечных сил Q_x. Q_v иизгибающих моментов М_х и М_у при различных условиях ееопирания приведены в таблице 3.8.

Для нагрузки, равномернораспределенной по всей поверхности плиты или на части её по длине а > b, или а □b_k (рис. 3.8, а. б)

w = К₁·qλ4/ D;                        М_х = К₂qλ²;                M_y = K₃qλ²;

(3.8)

Q_x= К₄ qλ;                  Q_y = К₅ qλ.

Для сосредоточенногогруза Р (тс) или для нагрузки,равномерно распределённой по площадке размером λ 05 λ длябалочной плиты 05 λ;05 λ для консольной (рис.3.8. в):

w = К₆·Pλ²/D;             M_x = K₇ P;                  M_y = K₈ P;

(3.9)

Q_N = K₉·P/λ;                           Q_y= K₁₀·P/λ;

D = Eh/12(1 -μ²).

E - модульупругости плиты, тс/м²; h - толщина плиты, см.

4. Определение грузоподъёмности сталежелезобетонныхпролётных строений

4.1. Основные положения расчётов

4.1.1. К сталежелезобетоннымотносят пролетные строения со стальными и железобетонными элементами,совместно работающими в составе единой конструкции.

4.1.2. При определениигрузоподъёмности сталежелезобетонных пролетных строений необходимо учитыватьряд особенностей конструкций к которым относятся следующие:

- совместная статическаяработа элементов конструкций, выполненных из различных материалов (стали ижелезобетона), которая зависит как от состояния этих элементов, так и отобъединительных деталей (упоров и др.), реально обеспечивающих силовоевзаимодействие;

- многостадийный характерстатической работы с последовательным включением различных элементов привозведении, и с частичным их выключением - по мере механического икоррозионного износа в процессе эксплуатации.

Необходимо учитыватьтакже, что в период с 1959 по 1975 годы, сталежелезобетонные пролетные строениявозводились по многочисленным проектам различных организаций, которые малоотличались по внешним признакам, но предусматривали заметные отличия сеченийэлементов конструкций.

4.1.3. Оценкугрузоподъемности главных балок сталежелезобетонных пролетных строений следуетпроизводить с использованием основных положений СНиП и указаний настоящего ОДН.

Расчетные сопротивлениябетона плиты при оценке грузоподъемности принимают по СНиП, в соответствии сфактическим классом бетона по прочности на сжатие на момент обследования,который определяется по реальной марке бетона, с использованием техдокументациии с применением неразрушающих методов контроля.

4.1.4. Расчетныесопротивления стержневой арматуры принимают по СНиП. Если на момент строительствамоста браковочный минимум предела текучести стержневой арматуры посоответствующему стандарту был принят ниже чем по СНиП. то расчетноесопротивление этой арматуры растяжению следует определять по пункту3.1.11 раздела 3 настоящего ОДН.

4.1.5.Расчетные сопротивления проката для различных видов напряженных состоянийследует принимать в соответствии с СНиП. При этом значение предела текучести R_yn ивременного сопротивления R_un следует принимать:

- для сталей, у которыхприведенные в сертификатах или полученные при испытаниях значения пределатекучести и временного сопротивления соответствуют требованиям действовавших намомент строительства моста государственных стандартов или технических условийна сталь - по минимальному значению, указанному в этих документах;

- для сталей, у которыхприведенные в сертификатах или полученные при испытаниях значения пределатекучести и временного сопротивления ниже предусмотренных государственнымистандартами или техническими условиями на сталь, действовавшими на моментстроительства моста - по минимальному значению предела текучести из приведенныхв сертификатах или полученных при испытаниях.

4.1.6. При необходимостиболее точного учета фактических (повышенных) механических свойств стали врамках оценки грузоподъемности допускается назначать расчетные сопротивления позначениям R_уnи R_un, определенным в результате статистическойобработки данных испытаний не менее чем 10 образцов от партии.

Вычисление пределатекучести R_уnили временного сопротивления R_un порезультатам статистической обработки производится по формуле (180) приложения8а СНиП II-23-81 (издание 1991 г.).

4.1.7. Коэффициентнадежности по материалу следует принимать:

- для конструкций, изготовленныхпосле 1984 г - по СНиП;

- для конструкций,изготовленных до 1984 г из углеродистой стали по ГОСТ6713 γ_m = 1,15, из низколегированной стали 15ХСНД по ГОСТ6713 γ_m = 1,228, из низколегированной стали 10ХСНД по ГОСТ6713 γ_m =1,18, из низколегированной стали с пределом текучести до 39кг/см² по ГОСТ19281, 19282и 5058 γ_m =1,10, свыше 39 кг/см² - γ_m =1,15(к данным СНиП введен дополнительный понижающий коэффициент y_m,1 =l,05, учитывающий "возраст"стали, аналогично п. 20.1. и таблицы 2 СНиП II-23-81 издания 1991 г.).

Если проектом допускалосьприменение в несущих конструкциях разных марок стали (например. 15ХСНД по ГОСТ6713 и 10Г2С1 по ГОСТ19281), то в расчетах следует использовать меньшие из соответствующихвозможных значения расчетных сопротивлений γ_m, R_yn.

4.1.8.Расчетные сопротивления стыков и соединений, методы расчета, включая учетпластических деформаций, следует принимать в соответствии с требованиями СНиП.

4.1.9. Постоянныенагрузки и воздействия следует определять в соответствии с СНиП. Для величиныпостоянной нагрузки от собственного веса металлических конструкций,определенной по чертежам КМД с учетом наплавленного металла и крепежныхизделий, допускается принимать y_f = 1,05.

Коэффициенты надежности кпроектной величине нагрузки от веса покрытия ездового полотна и тротуаровследует принимать по СНиП, если фактическая толщина покрытия не превышаетпроектную более чем на 50 %; в противном случае величину коэффициента следуетсоответственно увеличивать (см. п.2.2.13).

4.1.10. Нагрузки от собственного веса железобетоннойплиты и дорожного покрытия следует вводить в расчет с учетом фактическойпоследовательности возведения сооружения (т.е. по стадийной работе),регулирования усилий и ремонтов, что должно быть установлено в результатеанализа проектной, исполнительной и эксплуатационной документации.

4.1.11. Воздействияползучести и усадки бетона, а также неравномерные температурные воздействия неучитываются при поверочном расчете главных балок с полным расстройствомобъединения с железобетонной плитой на участках от свободных концов до мест,где "окна" под упоры и плита находятся в работоспособном состоянии.

4.1.12. При расчетеглавных балок на основании данных обследований и испытаний необходимо учестьвсе выявленные дефекты, влияющие на грузоподъемность. В случае значительнойразницы дефектов и повреждений для двух главных балок пролетного строениякаждая из них рассчитывается раздельно, а при незначительной разнице может бытьиспользована условная расчетная модель, в которой охватываются дефекты каждойиз балок.

4.1.13. В таблице 4.1приведены некоторые характерные дефекты и повреждения плиты и объединения плитысо стальными конструкциями, способы учета дефектов и повреждения при выполнениирасчетов грузоподъемности, а также характер влияния дефектов и повреждений наработу элемента (конструкции). Приведенные в таблице 4.1 количественные оценкиснижения грузоподъемности являются ориентировочными и не могут бытьиспользованы в качестве результатов обследования вместо расчета грузоподъемности.

Таблица 4.1.

Перечень дефектовжелезобетонных плит

4.1.14.Дефекты и повреждения, связанные с общим снижением прочности или срасстройством поперечных швов сборной плиты, следует оценивать количественновеличиной:

К_а = Е_b.f ×А_b.f/Е_b.t×А_b.t

где Е_b.tи Е_b.f - соответственно, фактический(с учетом реальной прочности) и теоретический (отвечающий проектной маркебетона) модули упругости бетона;

А_b.fи A_b.t - соответственно,фактическая и теоретическая (проектная) площади поперечного сечения плиты.

При оценке фактическойпрочности плиты в целом коэффициент К_аявляется редукционным коэффициентом осевой жесткости плиты. Для поперечногостыка этот коэффициент отвечает доле приведенного поперечного сечения плиты,фактически воспринимающей продольное усилие в стыке. Аналогичным образомкоэффициент К_аиспользуетсядля оценки условий передачи продольных усилий в стыке с взаимным перепадомсмежных плит по высоте, здесь в качестве величины может быть принято отношениеобщей части вертикальных проекций поперечных сечений смежных плит ктеоретической площади сечения плиты.

4.1.15. В таблице 4.2приведены некоторые характерные дефекты и повреждения стальных конструкций,характер их влияния на работу пролетного строения и его грузоподъемность,способы учета дефектов и повреждений при поверочном расчете.

Таблица 4.2

Перечень дефектов металлическихконструкций

4.2. Методика расчёта грузоподъемности

4.2.1. Определениегрузоподъемности железобетонной плиты следует производить с использованиемрасчетного аппарата СНиП. подбором величины класса нагрузки АК, которойсоответствуют предельные усилия с учетом имеющихся дефектов, методомпоследовательных приближений.

При этом горизонтальные(продольные и поперечные) нагрузки принимаются по СНиП, применительно к классуК, определенному расчетом на прочность и общую устойчивость основныхконструкций. Временная нагрузка на тротуарах не учитывается в тех случаях,когда фактическое состояние сооружения исключает нахождение людей на тротуарах(тротуарные плиты отсутствуют или сильно разрушены и т.д.).

4.2.2. Точноевоспроизведение деталей механизма статической работы сталежелезобетонногопролетного строения с расстраивающейся железобетонной плитой и с развитиемрасстройств соединений между плитой и металлическими балками в расчетной моделивесьма затруднительно, поэтому предлагается использовать приближенную расчетнуюмодель работы соединений, которая дает с заметным запасом реальную возможностьфактической оценки работы конструкций с учетом данных обследований и испытаний.Для расчетов с использованием стержневой модели конструкции предлагаетсяиспользовать гипотезу о диаграмме работы упоров, сходной с диаграммой Прандтля.До достижения предельной величины сдвигающего усилия, приходящегося на упор,равной S_h = 1,6R_bA_b.drгде S_h - сдвигающее усилие, приходящееся на один упор,соответственно при расчёте по прочности или выносливости; A_b.dr - площадь поверхности смятия бетона упора),действует прямо пропорциональная зависимость между сдвигающим усилием исмещением оси плиты относительно верхнего пояса в месте расположения упора.После достижения предельного значения величина усилия остается постоянной ипроисходит перераспределение с дополнительной нагрузкой на соседние упоры.

4.2.3. С учетомприближенного характера поверочных расчетов допускается определять суммарныенапряжения от расчетных нагрузок и воздействий (с учетом коэффициентовсочетаний) при работе в упругой стадии и сравнивать их с величиной расчетногосопротивления mR_v. к которой вводитсяединый поправочный коэффициент по таблице 4.3 учитывающий упругопластическийхарактер работы конструкции и другие факторы.

Таблица 4.3.

Поправочные коэффициенты

При наличиирасстройств плиты и ее соединений с металлическими балками не может бытьреализовано разгружающее влияние сжатого бетона плиты проезжей части на несущуюспособность верхних поясов металлических балок и поправочный коэффициент дляверхнего пояса должен приниматься, равным 1,0.

4.2.4. Остальныерасчетные проверки стальных конструкций (по прочности при сложном напряженномсостоянии, по общей и местной устойчивости) должны производиться по усилиям,определенным в соответствии с рекомендациями для принятого класса нагрузки К,соответствующего условиям прочности по нормальным напряжениям.

4.2.5. При оценкегрузоподъемности в ряде случаев следует учитывать крутильную жесткостьпространственной конструкции в виде двух главных балок, связанных между собойпоперечными связями, железобетонной плитой проезда и нижними продольнымисвязями. Это проявляется в существенно более равномерном распределении междубалками эксцентрично расположенной в сечении моста временной нагрузки посравнению с традиционным методом расчета по "внецентренному сжатию"или (при двух главных балках) - по "правилу рычага". Учитыватькрутильную жесткость не следует при отсутствии нижних продольных связей или призначительных деформациях большого числа диагоналей связей, вызванных, например,воздействием карчехода при сверхнормативном горизонте весеннего паводка (такиеслучаи известны в практике эксплуатации мостов), а также при значительномрасстройстве железобетонной плиты проезда и ее соединений со стальными балками;

4.2.6. Для достаточноточного расчета поперечного распределения временной нагрузки могут бытьиспользованы различные методики. Возможно представление пролетного строения вцелом в виде пространственной модели, образованной из стержней и пластинчатыхэлементов, либо только из стержней; в последнем случае стенки балок и плитамоделируются энергетически эквивалентными рамными или ферменными конструкциями.Расчет производится с помощью достаточно широко распространенных программ илипрограммных комплексов, реализующих задачу статического анализапространственных систем, как правило, на базе метода конечного элемента.Возможен вариант моделирования пространственной системы пролетного строениятонкостенным стержнем замкнутого переменного сечения. Программы, реализующиеэтот метод (с определением секториальных геометрических характеристик), такжедостаточно известны.

4.2.7. В большинствеслучаев для практических целей при определении "коэффициента поперечнойустановки" достаточна точность приближенного метода, основанного наанализе результата большого числа более точных методов расчетов. Формула дляопределения "коэффициента поперечной установки" при двух главныхбалках представляется в виде

η =1/2 ± Θе_р/а

где Θ меньше (равно) единицы, зависит от определяемого фактора,положения рассматриваемого сечения, величины пролета;

е_p - эксцентриситет нагрузки;

а - расстояние между главными балками.

С достаточной точностьюдля сечений в средних половинах пролетов от 42 до 84 м можно принимать Θ от 0,5 до 0,6, одинаковыми дляизгибающих моментов и прогибов, с уменьшением по мере роста величины пролета.Для изгибающих моментов в зонах неразрезных балок в сечениях, близких копорным, для поперечных сил и опорных реакций Θ = 0,9 - 1,0. т.е. эти величины следует определять по"правилу рычага". В зонах, где выявлено расстройство плиты или еесоединений с главными балками, усилия в балках от временных нагрузок такжеследует определять без учета пространственной работы, по "правилурычага".

4.2.8. На первом этапепроизводится расчет балочной сталежелезобетонной конструкции на действиепостоянных и временных нагрузок, усадки и ползучести бетона, температурныхвоздействий. При наличии коррозионных повреждений стальных конструкций (какпостоянных по длине, так и локальных) может быть выполнен их учет как пристатических расчетах (путем уменьшения расчетной толщины элементов), так и припроверках прочности. В расчетной модели могут быть учтены выявленные дефекты иповреждения плиты, количественная оценка которых постоянна по длине (уменьшениепрочности, расчетной толщины или ширины плиты), что производится с помощьювведения вышеприведенного коэффициента К_а≤ 1 к осевой жесткости плиты. На втором этапе расчета может бытьсмоделирована расчетная схема одной из сталежелезобетонных главных балок, вкоторой учитываются как локальные, так и общие дефекты и поврежденияжелезобетонной плиты проезжей части. В этой расчетной схеме могутвоспроизводиться выявленные при обследованиях и испытаниях дефекты ирасстройства. Так, для элементов расчетной схемы, моделирующих упоры, вводятсяжесткостные и силовые характеристики, которые отвечают выявленному в конкретномупоре этапу работы (линейно-упругая характеристика - для 1-го этапа, возможноеисключение из работы - для 2-го этапа, безусловное исключение из работы - для3-го этапа работы). При наличии разрушений поперечных швов плиты в расчетнуюсхему могут быть введены элементы, длина которых отвечает ширине шва, сосниженной осевой жесткостью. Если обнаруженная трещина проходит через сечениеплиты с сохранением передачи усилий только над балками (включая зону вутов), топонижающий коэффициент К_адля зоны шва может составлять 0,5 - 0,7.

4.2.9. Производитсярасчет расчетной схемы на одновременное действие 2-й части постоянной нагрузки ивременной нагрузки, отвечающей классу К с рассчитанным "коэффициентомпоперечной установки". При этом временная нагрузка устанавливается внаиболее невыгодные положения для расчетных сечений главных балок. Так, прирасчете разрезной балки, имеющей расстройства соединений на концевых участках,следует загружать равномерно распределенной нагрузкой всю длину балки, адвухосную тележку устанавливать в месте расположения первых (от опоры)сохранивших работоспособность упоров и над местами изменений сечений нижнихпоясов. Для неразрезных балок следует выполнять аналогичные проверки концевыхбоковых пролетов, а также зон расстройства соединений ближе к промежуточнымопорам. Для каждой установки временной нагрузки производят итерационный расчети получают величины расчетных напряжений в поясах главных балок от 2-й частипостоянной и временной нагрузок, а затем - и суммарные напряжения с учетомрезультатов расчетов 1 этапа. После сравнения суммарных напряжений с расчетнымисопротивлениями (при учете коэффициентов таблицы 4.1) может бытьсделан вывод о соответствии или несоответствии несущей способностисталежелезобетонной конструкции и введенного в расчет класса К временнойнагрузки. Методом последовательных приближений уточняется предельная величинаК, которая определяет грузоподъемность сталежелезобетонного пролетного строенияпо нормальным напряжениям.

4.2.10. Полученнаявеличина К далее используется при проверках расчетных сечений балки на действиекасательных напряжений, совместное действие нормальных и касательныхнапряжений, при проверках общей устойчивости металлических балок (на участкахдействия сжимающих напряжений в нижних поясах), местной устойчивостивертикальных стенок и свесов сжатых полок поясов балок.

4.2.11. С использованиемтого же класса нагрузки К производится проверка прочности среднего прогона (приего наличии), прочности и устойчивости элементов поперечных и продольныхсвязей, а также их прикреплений.

4.2.12. В таблицах 4.4 -4.6 приведены результаты определения грузоподъемности и расчётного давления наось в наиболее распространённых на сети Федеральных автомобильных дорог РФсталежелезобетонных пролетных строений, рассчитанных согласно, требований СНиП.

Таблица 4.4

Определение расчетной грузоподъемностисталежелезобетонных пролетных строений согласно, требований раздела 5 СНиП 2.05.03-84*

*) расчетная грузоподъемность бездефектных пролетныхстроений определена только по несущей способности главных балок, включаясечения с ослаблениями в местах монтажных стыков, но без учета несущейспособности элементов прогонов, поперечных и продольных связей, соединительныхэлементов между железобетонной плитой проезжей части и металлическими балками.

Таблица 4.5

Определение расчетного давленияна ось эталонных транспортных средств при расчете сталежелезобетонных пролетныхстроений на А11 по СНиП 2.05.03-84*

Таблица 4.6

Исходные данные, принятые приопределении расчетного давления на ось эталонных транспортных средств прирасчете сталежелезобетонных пролетных строений на АН по СНиП 2.05.03-84*

5. Определение грузоподъёмности стальных пролётных строений

5.1. Расчет несущейспособности элементов стальных пролетных строений производят согласно указанийСНиП "Мосты и трубы" с учетом их фактического состояния по даннымобследования сооружения. Все расчетные характеристики материалов следуетпринимать по действующим нормативным документам с учётом положений п.4.1.5 - 4.1.8.Общие положения расчета грузоподъемности изложены в разделе 1.

5.2. При определениигрузоподъемности стальных пролетных строений в общем случае должны бытьвыполнены поверочные расчеты с учетом фактического состояния конструкций всечениях главных балок в серединах пролетов; главных балок над опорами дляконсольных и неразрезных конструкций, а также в местах изменения сечения балокв близи опор. Расчет железобетонной плиты проезжей части выполняют навоздействие местной нагрузки с учетом указаний раздела3 настоящих ОДН.

Грузоподъемностьпролетных строений в виде сквозных ферм определяют по наиболее нагруженнымпоясам и раскосам, а также по поврежденным элементам. Одновременно проверяютрасчетом грузоподъемность болтовых, сварных и заклепочных соединений в этихместах.

В поврежденных несущихэлементах рассчитывают имеющие потери сечения или недопустимые погиби.

В случаях применениядеревянной конструкции проезжей части при расчетах следует руководствоватьсясоответствующим разделом СНиП и указаниями раздела 7.настоящих ОДН.

5.3. Расчет элементов сучетом дефектов и повреждений в случае сохранения проектной расчетной схемысводится к поверочному расчету сечений. Если дефекты или повреждения влекутизменение расчетной схемы конструкции, следует производить перерасчет усилий.

Перечень дефектов иповреждений, снижающих несущую способность элементов стальных пролетных строений,приведен в таблице5.1.

5.4. Перерасчет усилий встальных пролетных строениях на постоянные и временные нагрузки с учетомфактического состояния конструкции должен производиться, как правило, на основепространственных методов с использованием программных компьютерных комплексов.

5.5. Для конструкцийпролётных строений с деревянной проезжей частью разрешается производить расчётына временные нагрузки с применением плоских систем по методу внецентренного сжатияили "рычага" в зависимости от принятой системы связей между балками(фермами).

5.6. Оценкагрузоподъемности элементов, имеющих трещины в металле может производитьсятолько при условии немедленной их локализации или устранения (засверливание,заваривание и др.). В противном случае мост должен быть закрыт для движениятранспорта и пешеходов.

5.7. Грузоподъемностьсварных элементов пролетных строений, изготовленных до 1979 года, расположенныхв районах с расчетной минимальной температурой ниже минус 25^о,следует оценивать с учетом возможной хладноломкости стали. Эти данные могутбыть получены согласно п.2.1.12 - 2.1.13и в результате испытания стали на ударную вязкость в соответствии сдействующими нормами в зависимости от климатических условий при температурахминус 40^о, минус 50^о или минус 70^о.

5.8. Грузоподъемностьболтовых и сварных соединений в конструкциях стальных пролетных строенияхопределяют с использованием нормативов и расчетных формул действующих СНиП.Грузоподъемность заклепочных соединений в балках сплошного сечения и фермахдопускается оценивать согласно п.5.9. - 5.14.

5.9. Впролетных строениях с металлическими клепаными балками сплошного сеченияпроверяют связующие заклепки пояса со стенкой из условия прочности на среззаклепок, и их смятие, а также на срез вертикальной стенки между двумязаклепками.

Сопротивление заклепки срезу определяют по формуле:

где: Т- касательная сила, передающаяся спояса на стенку. .

а - шаг поясныхзаклепок:

R_bs - расчетноесопротивление заклепки на срез принимают R_bs = 1400 кг/см²;

Q -расчетная поперечная сила:

I - моментинерции сечения балки относительно нейтральной ее оси;

S_n -статическиймомент сечения пояса, прикрепленного заклепками, относительно нейтральной осибалки;

d - диаметр заклепки.

Проверка заклепки наснятие производится по формуле:

Т·а = dδR_bt.

где: R_bt - расчетное сопротивление заклепки насмятие принимают:

R_bt = 3500 кг/см²:

δ - толщинавертикальной стенки.

Стенку на срез междудвумя заклепками проверяют по формуле:

Т·а = δ(a-d) R_bs.

где: R_bs = 1200 кг/см².

5.10. Если на балкупередается непосредственно сосредоточенная нагрузка с проезжей части (отпоперечных второстепенных балок), то проверка делается на полное усилие,приходящееся на заклепку, которое составляет:

где: Р -вертикальная сосредоточенная нагрузка на балку.

5.11. При проверкезаклепочных соединений в стыках вертикальной стенки сплошных балок величинаусилия, приходящего на любой ряд заклепок, может быть выражена формулой:

где: z -расстояние от нейтральной оси до рассматриваемого ряда заклепок;

а - вертикальныйшаг заклепок:

♦ и  - наибольшие нормальное и касательноенапряжения в стенке. Необходимое число заклепок в горизонтальном ряду:

где: S_доn - допустимоеусилие на одну заклепку.

5.12. Количествозаклепок, необходимое для перекрытия стыков уголков и горизонтальных листов,может быть определено по приходящим на них усилиям.

Усилие, приходящееся нагоризонтальный лист:

S_r = σ₁bδ₁.

где: σ₁ - напряжениеот изгиба в уровне оси горизонтального листа;

b и δ₁ - ширина и толщинагоризонтального листа.

Усилие, приходящееся напоясной уголок, определяют аналогично, умножая площадь сечения уголка F_y на ординату эпюры нормальных напряжений σ₂, соответствующуюцентру тяжести уголка:

S_у = F_yσ₂.

5.13. При проверкерасчетом грузоподъемности заклепочных соединений элементов сквозных ферм,работающих на продольную силу, принимается, что усилия в них равномернораспределяются между заклепками. При этом несущая способность элемента (поясараскоса) принимается наименьшей по величине из условия расчета элемента и егозаклепочного соединения.

5.14. Вэлементах, работающих на знакопеременные усилия в расчетах заклепочныхсоединений необходимо учитывать коэффициент γ_w, принимаемый по формуле (для углеродистойстали):

где: σ_min и σ_mах - наименьшее и наибольшее(по абсолютной величине) значения напряжений со своими знаками (плюс длярастяжения и минус для сжатия), определяемые от суммарных воздействийпостоянных и временных нагрузок.

5.15. Оценкугрузоподъемности стальных пролетных строений сложных систем (висячие и вантовыемосты, сквозные арки, рамные системы) следует поручать специализированныморганизациям. имеющим в своем составе высококвалифицированных специалистов.

5.16. Справочные сведенияпо нормам и металлам, применявшиеся ранее в мостостроении, даны в приложенииГ.

Таблица 5.1

Дефекты и повреждения стальныхпролетных строений

6. Определение грузоподъёмности опор

6.1. При определении грузоподъемности фундаментов и опор в общемслучае определяют должны быть выполнены следующие расчёты с учетом фактическогосостояния конструкций.

Для фундаментов наестественном основании:

- несущая способность погрунту (вдоль и поперек моста);

- устойчивость противопрокидывания и сдвига (плоского и глубокого - совместно с грунтом основания;

- несущая способность побетону на скалывание по обрезу тела опоры;

- устойчивостьфундаментов при воздействии сил морозного пучения:

- осадки, крены.

Для фундаментов насвайном основании:

- несущая способность погрунту;

- расчет свайногоростверка;

- расчета плиты ростверкана продавливание сваей;

- осадки, крены:

- устойчивость привоздействии сил морозного пучения.

Для массивных опор:

- по ограничениюположения равнодействующих усилий в ослабленном сечении тела опоры, обрезафундамента:

- расчёт прочностиотдельных частей при раскалывании опоры:

- расчёт оголовка опорыили ригеля при наличии в них дефектов.

Для опорсвайно-эстакадного типа и рамной конструкции:

- расчет стоек напрочность и устойчивость:

- расчет насадки (ригеля)на изгиб, скалывания по краю подферменников:

- расчет подферменниковна продавливание.

6.2. Расчет несущейспособности фундаментов и опор производят согласно указаниям действующего СНиП"Мосты и трубы" и с учетом их фактического состояния и реальныхусловий нагружения. Перечень дефектов и повреждений, снижающих несущуюспособность фундаментов и опор, приведен в таблице 6.1.

6.3. Для расчёта свайногооснования, проект которого отсутствует, необходимо установить количество свай,их размещение, глубину погружения и армирование.

6.4. Все расчётныехарактеристики грунтов оснований, материалов фундаментов и опор следуетпринимать по действующим нормативным документам. Прочностные характеристикибетона следует оценивать, как правило, по результатам полевых исследований.

6.5. При определении геологическогостроения грунтов оснований приоритетным является бурение контрольной скважины встворе опор.

При невозможности буренияконтрольной скважины следует руководствоваться проектными данными.

В случае отсутствиясведений о геологическом строении грунтов основания можно использовать данныетерриториальных земельных органов для района расположения мостового сооруженияс введением дополнительного коэффициента - надежности к несущей способностифундамента по основанию, равного 0,8.

6.6. При отсутствиидефектов и повреждений, снижающих несущую способность фундаментов, егогрузоподъемность принимают не меньшей, чем проектная грузоподъемность пролетныхстроений.

Если при этом производятоценку грузоподъемности с целью последующей реконструкции или усилениямостового сооружения, то несущую способность фундаментов по грунту принимают взависимости от сроков эксплуатации с коэффициентами:

- для сроков эксплуатацииот 10 до 20 лет - 1,1;

- для сроков эксплуатацииболее 20 лет - 1,2.

6.7. Расчеты ведутся пообщепринятым методикам с учетом требований СНиП, учитывающих дефекты,изложенные ниже.

Ослабление сечения стоекпри вертикальных трещинах вследствие коррозии арматуры учитывается следующимобразом:

- при раскрытии трещин до0,3 мм - ослабление не учитывается;

- при раскрытии трещиныот 0,3 до 1,0 мм площадь сечения защитного слоя учитывается с коэффициентом0,8;

- при раскрытии трещин от1,0 до 3,0 мм, площадь сечения защитного слоя учитывается с коэффициентом 0,5;

- при раскрытии трещин от3,0 и выше, площадь сечения защитного слоя не учитывается.

Таблица 6.1

Дефекты и поврежденияфундаментов и опор

Примечание: В отдельных конкретныхслучаях непосредственно на грузоподъёмности могут отражаться: вертикальныетрещины в крыльях и открылках; вертикальные трещины в шкафной стенке: упираниепролётного строения в шкафную стенку; разрушение плит плавного съезда илиплощадок опирания их на устой; размывы конуса насыпи в верхней части устоя.

6.8. При определении грузоподъёмностиопор необходимо учитывать особые условия эксплуатации мостов в сейсмическиопасных районах или построенных на подрабатываемых территориях, наличия карстови т.п.

7. Определение грузоподъёмности деревянныхмостов

7.1. Определение класса нагрузки идопускаемых усилий от временной нагрузки на элементы балочных мостов с простымипрогонами.

7.1.1. Методикаопределения грузоподъемности деревянных мостов распространяется, в основном, насооружения балочных конструкций: мосты с простыми прогонами и стоечнымиопорами, дощато-гвоздевые фермы и фермы Гау-Журавского. а также пролетныестроения с клееной древесиной.

7.1.2. К числу дефектов,снижающих грузоподъемность деревянных мостов, относят: загнивание древесины,сколы и смятие древесины по рабочим сечениям и площадкам, а также поперечныетрещины и разрывы элементов, перекосы конструкции и другие (таблицы 7.1 и 7.2).

Дефекты, такие какослабление скреплений болтов, зазоры в узлах, трещины вдоль волокон не большойглубины (1 - 1,5 см) должны устраняться заранее (до определениягрузоподъемности мостов) при уходе и профилактических работах или учет их прирасчете должен производиться на основании опытных данных по результатамобследования и испытания сооружения.

Таблица 7.1

Дефекты в балочных мостах с простымипрогонами.

Таблица 7.2.

Дефекты в деревянных фермах.

7.1.3.Грузоподъёмность деревянных мостов определяют через класс нагрузки по наиболееслабому элементу (настилу, прогону, ферме, насадки или стойки опоры). Расчётыэлементов производят в сечениях наиболее напряжённых и в сечениях с дефектами,влияющих на грузоподъёмность, согласно указаний действующего СНиП. Дляопределения класса нагрузки и допускаемых эквивалентных нагрузок в настоящемразделе предлагаются расчётные формулы для наиболее распространённых конструкций.

Расчётные характеристикидревесины, стали и др. материалов принимают по действующим СНиП. Причёмрасчётные сопротивления древесины следует принимать при влажности более 25 %.

7.1.4. При расчетенастила и поперечин проезжей части сосредоточенное давление колеса расчетнойавтомобильной или колесной нагрузки принимается распределенным:

- при наличии верхнегопродольного и нижнего поперечного настила на последний нагрузка от колесараспределяется на две доски, а при одиночном поперечном настиле - на однудоску;

- при двойном продольномнастиле распределение нагрузки на нижний настил принимается на число досоксоответственно расположенных на ширине обода колеса или полосы распределеннойнагрузки;

- при наличии наднастилом асфальтобетона или песчаной постели нагрузку распределяют под углом 45^ов пределах полной толщины асфальтобетона или постели. Тоже для настила из досокуложенных на ребро и сплоченных гвоздями при асфальтобетонном покрытии;

- в рабочее сечениенастила включаются все доски в зоне распределения давления, ширина которыхпопадает в эту зону не менее чем половина ширины доски.

Расчет настила на изгибпроизводится как неразрезной балки с числом пролетов соответствующих 3 и более.

7.1.5. При двойномдощатом настиле, уложенного на отдельные поперечины, нагрузка от колеса напоперечины передается с учетом коэффициента упругого распределения k_пр, величину которого определяет по формуле:

где с - расстояние между осями поперечин, см; d -расстояние между осями прогонов, см; I_П - моментинерции поперечин, см; I_Н - момент инерции досокнижнего настила, воспринимающих давление колеса, см⁴ (обычно три илидве доски).

В зависимости отсоотношения жесткостей настила и поперечин давление колеса распределяютнастилом на три и большее число поперечин по формуле:

где P₁- давление на среднюю поперечину (над которой стоит груз); Р_к - давление на колесо;  - коэффициент упругого распределения.

Если k_прбольше (равно) 1/3, давление колеса распределяется на три поперечины, токоэффициент упругого распределения вычисляется по формуле:

Если k_прменьше 1/3, но больше (равно) 0,055. давление колеса распределяется на пятьпоперечин, то коэффициент находят по формуле:

Постоянную нагрузку ввидуее малости можно не учитывать. Грузоподъемность поперечин определяют расчетомкак-разрезной балки с пролетом равным расстоянию между осями прогонов или поформуле (7):

где Р_к - допускаемое давление на колесо автомобиля иликолесной нагрузки, кгс;

W - моментсопротивления одной поперечины, определяемый по приложению Д;

d -расстояние между осями прогонов, см;

 - коэффициент упругого распределениянагрузки, который определяется по таблице 7.3 или формулам 7.3 или 7.4;

b₀- ширина обода колес, см:

К_П - коэффициент на породу леса: п_Э - коэффициент для эквивалентной нагрузки (п_Э = 1,4).

Отсюда класс нагрузки напоперечины принимается равным:

где Р_ки сприняты соответственно в тс и м: п_Ти п_Р - см. п. 7.1.9.

7.1.6. Класс нагрузки наразбросные и сосредоточенные прогоны вычисляют с учетом постоянной нагрузки,принимаемой по фактической величине. Расчёт производят путём проверки прочностипрогона по расчётному сопротивлению древесины на изгиб в сечении по серединепролёта, с учётом дефектов.

7.1.7. При определениикласса нагрузки при разбросанных прогонах определяют коэффициент упругойпередачи нагрузки для прогонов по формуле:

где d -расстояние между осями прогонов: I_ПР - моментинерции прогона; l - расчетный пролет прогонов; I_ПР - момент инерции поперечин, воспринимающихдавление колеса при автомобильной нагрузке (обычно двух или трех поперечин).

В зависимости от соотношенияжесткостей поперечин и прогонов давление может распределиться на три, пять илибольшее количество прогонов. Если k_ПР больше(равно) 1/3. давление колеса распределяется на три прогона. Если k_ПР меньше 1/3, но больше (равно) 0,055, давлениеколеса распределяется на пять прогонов (см. рис. 7.1), а при меньше 0,055 - насемь.

7.1.8. По величинекоэффициента упругой передачи k_ПР иколичеству прогонов, на которое распределяется давление, по таблице 7.3 находяткоэффициент упругого распределения (₁,₂и ₃)и вычисляют коэффициент давления "" на прогоны от отдельных колес и полосы загружения поформулам 7.8 (см. Рис. 7.1).

Так для прогона "а" от P₁будет _а = □α₁:

для прогона "b" от (Р₂ + Р₃) будет

для прогона "с"от (Р₃ + P₂) будет

где  смещение давленияколеса относительно ближайшего прогона между прогонами "d".

Для расчётагрузоподъёмности принимают прогон, для которого суммарный коэффициент  будет наибольший (β_max)

7.1.9. Класс нагрузки напрогон определяют по формуле:

 

где К - класс нагрузки;

R_db - расчётноесопротивление на изгиб с учётом коэффициента породы древесины, (т/м²);

W - моментсопротивления сечения элемента пролётного строения (прогона, балки) с учётомослабления или другого дефекта, м³ (приложение Д);

q_Э- допускаемая эквивалентная временная нагрузка на прогон или балки, тс/м; поформуле 7.11.

q - постоянная нагрузка от элементовпроезжей части и собственного веса прогона (балки), т/м;

l -расчётная длина пролётного строения, м:

К_а -коэффициент поперечной установки;

п_Ти п_Р - коэффициенты надёжности,соответственно тележки (п_т= 1,4) и распределённой нагрузки (п_Р- 1,15);

п_Э -коэффициент для эквивалентной нагрузки (п_Э= 1,4)

где q_Э- допускаемая эквивалентная нагрузка на прогон, кгс/см; W - моментсопротивления прогона с учетом загнивания, см³; К_П - коэффициент напороду леса; q -постоянная нагрузка в кгс на 1пог. см прогона от веса проезжей части и собственного веса прогона; l - расчетный пролет прогона, см.

7.1.10. Определениекласса нагрузки на сосредоточенный прогон производят с учетом коэффициентапоперечной установки, который вычисляется в предположении разрезанностипоперечин над прогонами по закону рычага.

Коэффициент поперечнойустановки при расположении на мосту одной полосы загружения или одногоавтомобиля принимают равным 0,5. а при двух полосах загружения или автомобиляхна разных полосах проезда - по формуле:

где λ₁ и λ₂- расстояние от соседних прогонов колес, стоящих между этими прогонами ирасчетным прогоном (см. рис. 7.2. б).

7.1.11. Класс нагрузкиопределяют при сосредоточенных прогонах по формулам (7.9), а допускаемуюэквивалентную нагрузку на прогон определяют по формуле:

где q_Э- допускаемая эквивалентная нагрузка на прогон, кгс/см: W - моментсопротивления прогона, см³; q - постоянная нагрузкаот веса проезжей части и собственного веса прогона, кгс/см: l - расчетный пролет прогона, см; К_а - коэффициент поперечной установки; п_Э = 1,4 - коэффициентэквивалентной нагрузки.

7.1.12. При гусеничнойнагрузке грузоподъемность разбросных прогонов следует определять путем проверкипрочности прогона на пропуск конкретной нагрузки по формуле:

где ♦ - напряжениев прогоне от гусеничной нагрузки, кгс/см²; q -постоянная нагрузка в кгс на 1 пог. см; l - расчетный пролетпрогона, см; Р_Г -равномерно распределенная нагрузка от давления одной гусеницы в кгс на 1 пог.см ее длины; d - расстояние между осями прогоновпоперек моста, см; b₁ - ширина гусеницы, см;₁,и ₂- коэффициенты упругого распределения давления гусеницы, которое определяют по таблицам 7.4и 7.5в зависимости от числа прогонов, на которые передается давление и от отношений:

с_Г - опорная длина гусеницы, см; k_ПР - коэффициент упругой передачи для прогонов, определяемыйпо формуле (7.1),при этом момент инерции поперечин берется для такого их количества, котороенаходится на прогоне под нагрузкой гусеницы; R_db- расчетное сопротивление древесины, определяемое по СНиП с учетомкоэффициентов древесины.

7.1.13. При гусеничнойнагрузке грузоподъемность сосредоточенных прогонов определяют путем проверкипрочности прогонов по формулам:

если длина гусеницы с_Гбольше/равно l

если длина с_Гменьше l, то

где с_Г - опорная длина гусеницы, см: К_Г - коэффициент поперечной установки гусеничнойнагрузки, определяемый по формуле (рис. 7.3)

где Р_Г - давление в кгс на 1 см от одной гусеницы: b_Г - ширина гусеницы; d₁и d₂ - расстояниямежду осями прогонов. Все остальные обозначения в п.7.1.12.

7.1.14. Класс нагрузкисоставных прогонов с учётом коэффициента поперечной установки К_а определяют так же. каксосредоточенных прогонов. Момент сопротивления берут для составного сечения сучетом коэффициента составности. Кроме расчёта по прочности на изгиб, грузоподъемностьсоставных прогонов проверяют по условиям прочности на скалывание колодок (илишпонок), а также условиям прочности на скалывание и смятие бревна или брусамежду колодками (или шпонками).

При определении классанагрузки по формуле7.9 следует в расчёте принимать наименьшее значение "q_Э"\ вычисленное по формулам 7.17 - 7.20.

При определении моментасопротивления сечения, площадок скалывания и смятия учитывают загниваниеэлементов, а также трещины по рабочим площадкам.

Если по плоскостямскалывания будет обнаружено значительное количество трещин, гниль и сильныеобмятия в гнездах колодок (более 25 %), то составные прогоны рассчитываются каксоставные с учетом ослабления их колодками (шпонками).

7.1.15. а) Допускаемуюнагрузку на составные прогоны по условию прочности на изгиб определяют поформуле:

где q_Э - допускаемая эквивалентная нагрузка, кгс/см; W - момент сопротивления составного сечения прогона, см³;  - коэффициент составности, которыйпринимают:

б) проверкусоставных прогонов по условию прочности на скалывание колодок или шпонокпроизводят по формуле:

где Н₀ - плечо внутренней пары составного сечения в см,определяют по формулам приложения Г;п_К - количество колодокили шпонок на длине половины пролета; b_К - ширинаколодки или шпонки, см (рис. 7.4): а_К- длина колодки или шпонки.

в) проверку составныхпрогонов по условию смятия бревна или бруса колодками выполняют по формуле:

где F_CM- площадь смятия бревна или бруса одной колодкой (определяют по глубине врезкиколодки в бревно, см. рис. 7.4).

г) составные прогоны поусловию скалывания бревна или бруса между колодками проверяют по формуле:

где а_C - расстояние между колодками, см.(см. рис. 7.4); b_C - ширина площадкискалывания бревна или бруса между колодками (см. рис. 7.4); п_К - количество колодок илишпонок на длине половины пролета.

7.1.16. Грузоподъемностьопоры балочных мостов с простыми прогонами вычисляется через допускаемуюэквивалентную нагрузку q_Э, которая определяетсяпрочностью насадки на изгиб и на смятие в местах опирания на сваю, прочностьюсвай на сжатие с учетом продольного изгиба и несущей способностью свай погрунту или в уровне меженных вод из-за ослабления сечения загниваниемдревесины. Допускаемая эквивалентная нагрузка на опору определяется:

а) поусловию прочности насадки на изгиб в сечении над сваей определяют по формуле:

где q_Э - допускаемая для опоры эквивалентная нагрузкапри загружении двух смежных пролетов, кгс/см; W - моментсопротивления насадки в сечении над сваей с учетом загнивания и ослабленияврубкой, см³; K_П -коэффициент на породу леса; l -расчетный пролет пролетного строения, см; Σ_W - сумма площадейучастков линий влияния момента в насадке над сваей (рис. 7.5) берется из таблиц 7.6и 7.7;Σz - суммаординат под продольными рядами колес линии влияния момента в насадке над сваей(см. рис. 7.5) берется из таблиц 7.6 и 7.7; q₀ -постоянная нагрузка в кгс на 1 см² площади моста от веса пролетногостроения и проезжей части; п_Э- коэффициент равный 1,4; для определения класса нагрузки по таблицам 7.6и 7.7колею принимают Е = 1,9 м.

б) по условию прочностинасадки на смятие поперек волокон определяют - по формуле:

где F_CM- площадь смятия насадки при сопряжении со сваей, см; Σ_W - сумма площадей участков линий влияния давления на сваю(см. рис. 7.5) берется из таблиц 7.6 и 7.7; Σz - сумма ординат под продольнымирядами колес линии влияния давления на сваю (см. рис. 7.5) берется из таблиц 7.6и 7.7.Остальные обозначения указаны выше.

в) по условию прочностисвай или стоек на сжатие с учетом продольного изгиба по формуле:

где еτ - коэффициентпродольного изгиба. F - площадь сечения сваи или стойки,см², которую принимают без учета ослаблений, если они не превышают25 %. Если ослабления превышают 25 %. то принимают условную площадь F = 4/3F_H.где F_H - площадь ослабленного сечения.

г) в мостах с большимзагниванием свай на уровне меженных вод - по условию работы свай на сжатие вослабленном сечении без учета продольного изгиба по формуле:

7.1.17. Класс нагрузки порасчёту опор определяется по формуле:

где q_Э^min- наименьшее значение q, изформул 7.21 - 7.24, тс/м;

L =2l, м

Для расчёта допускаемоймассы конкретного транспортного средства следует q_Э^min сравнивать с эквивалентной нагрузкой от этоготранспортного средства, при этом длину треугольной линии влияния для еёсередины принимать равной удвоенной длине примыкающего к опоре пролёта.

Расчётные формулы 7.21 -7.24 выведены для линий влияния с длиной загружения, равной двум пролётам. Но вформулы при расчётах подставляется длина одного пролёта.

7.2. Определение грузоподъемности пролетных строений с фермамиГау-Журавского, дощато-гвоздевыми фермами и клееными балками.

7.2.1.Грузоподъемность дощато-гвоздевых ферм определяют из условия прочности нижнегопояса в ослабленном сечении, середине пролета и в стыке пояса. Если появилисьместа загнивания верхнего пояса, вызывающие опасения, то проверяют на прочностьи эти сечения.

Класс нагрузки определяютпо формуле 7.9при наименьшем значении "q_Э",вычисленной из формул 7.26 - 7.29.

Допускаемую нагрузку надощато-гвоздевые фермы определяют:

а) по условию прочностинижнего пояса в ослабленном сечении с наибольшим загниванием или другимидефектами на расстоянии х от опорыопределяют по формуле:

где q_Э- допускаемая эквивалентная нагрузка, кгс/см; F_H- площадь сечения нижнего пояса, см², с учетом ослабления изагнивания; h - расчетная высота фермы(расстояние между осями поясов), см; q - постоянная нагрузкана 1 см главной фермы, кгс; l - расчетный пролетглавной фермы, см; К_а -коэффициент поперечной установки автомобильной нагрузки, определяемый поформуле:

где d -расстояние между осями ферм: λ - расстояние соседних колес от смежных ферм; Е - колея автомобильной нагрузки (см.рис. 7.2);

б) по условию прочностинижнего пояса в середине пролета - по формуле:

в) по условию прочности стыка нижнего пояса снаибольшим значением напряжения или ослабления - по формуле:

где q_Э,- допускаемая эквивалентная нагрузка по условию прочности стыка, кгс/см; Т_Н - расчетная несущаяспособность одного среза нагеля или гвоздя, кгс, определяемая согласноуказаниям СНиП с учетом коэффициента на породу леса; т_С - количество срезов одного нагеля; т_Н - количество нагелей вполунакладке;  - коэффициент равен отношению площади сечениядосок, перекрываемых стыком, к полному сечению пояса.

7.2.2. Грузоподъемностьферм Гау-Журавского определяют из условия прочности нижнего пояса в ослабленномсечении и в середине пролета, а также на растяжение в стыках нижних поясов,узловых подушек на скалывание и смятие и на растяжение в металлических тяжах.

Класс нагрузки определяютпо формуле 7.9при минимальном значении q_Э из формул7.30 - 7.36.

Допускаемую эквивалентнуюнагрузку на ферму Гау-Журавского определяют:

а) по условию прочностинижнего пояса в ослабленном сечении по формуле:

где х - расстояние от опоры до верхнего наиболее удаленного от опорыузла данной панели (рис. 7.6). Остальные обозначения формулы в п.7.2.1.

б) по условию прочностинижнего пояса в середине пролета - по формуле:

в) по условию прочностидревесины на скалывание между шпонками в стыке нижнего пояса - по формуле:

где F_CK- суммарная площадь скалывания древесины между шпонками в полунакладках стыка,см²;  - коэффициент, который показывает, какаячасть полного усилия пояса должна передаваться на стык.

г) по условию прочности металлическихнакладок стыка нижнего пояса - по формуле:

где F_М - суммарная площадь сеченияметаллических накладок стыка с учетом ослаблений отверстиями для болтов икоррозией, см².

Если стыки нижнего поясав фермах Гау-Журавского перекрыты не металлическими шпоночными накладками, адеревянными на нагелях, то грузоподъемность стыка определяют по формуле (7.29).

д) по условию прочностиподушки или пояса в опорном узле на скалывание по формуле:

где F_CK- площадь скалывания зубьев подушки или пояса в опорном узле, см²;  - угол наклона опорного раскоса к горизонту(см. рис. 7.6); R_СК - расчетноесопротивление древесины сосны скалыванию, определяемое по СНиП; т_СК - коэффициент условийработы на скалывание, который принимают равным 0,8 для подушек в двумя зубьямии равным единице для подушек с одним зубом; а_П - длина панели пояса фермы, см;

е) по условию прочностиподушки или пояса в опорном узле на смятие - по формуле:

где R_CM- расчетное сопротивление древесины сосны смятию, определяемое по СНиП;

F₀- площадь смятия зубьев подушки или пояса в опорном узле, см²;

ж) по условию прочностиметаллических тяжей - по формуле:

где х - расстояние от расчетного тяжа до ближайшей опоры (см. рис.7.6); F_T - площадь сечения тяжа с учетом ослабленийрезьбой и коррозией.

7.2.3. Расчетгрузоподъемности клееных пролетных строений с элементами прямоугольного илидвутаврового сечения со сплошной стенкой производится как для монолитныхдеревянных элементов без учета податливости клеевых швов в соответствии стребованиями СНиП.

Допускаемое усилие отвременной нагрузки на балку из клееной древесины по условию прочности на изгибопределяется по формуле:

где М_пост и М_вр- изгибающий момент соответственно от постоянной и временной нагрузки (тм); W_HT - момент сопротивления нетто рассматриваемогосечения; т_в -коэффициентусловий работы элемента на изгиб в зависимости от размеров сечения, принимаемыйпо таблице 7.8; т_ф -коэффициент условий работы элемента на изгиб в зависимости от формы сечения,принимаемый в балках прямоугольного сечения – 1,0. в балках двутавровогосечения, в зависимости от отношения толщины стенки и ширине полки - □.1/3. □ соответственно равен - 0.90: 0.80: 0.75. Промежуточные значения т_ф - определяютинтерполяцией.

Таблица 7.8

Коэффициент условий работы т_вв зависимости от размеров сечения элемента

Промежуточныезначения т_в - определяютинтерполяцией.

Остальные обозначения см.ранее к п. 7.2.1.

7.2.4. Класс нагрузки попрочности для середины пролёта в клееных балках определяют по формуле 7.38.

где y₁и y₂ - ординаты линии влияния для момента в l/2 под осевыми давлениями тележки.

Таблица 7.3.

Коэффициенты упругогораспределения давления колеса а для определения грузоподъемности балочныхмостов со сближенными прогонами